[发明专利]采用衬底栅极的MIS电容下压阻结构及制作方法

权利要求书

1.采用衬底栅极的MIS电容下压阻结构，用于检测纳米梁位移，其特征在于：该结构包括利用SOI硅片的顶层硅制成的纳米梁(1)；该纳米梁上设有掺杂区，包括轻掺杂区(5)和位于轻掺杂区两端的重掺杂区(6)；所述纳米梁两端的下方通过氧化层(3)固定在硅衬底(4)上，且在z方向自由振动；所述轻掺杂区和硅衬底之间设有间隙(7)；所述纳米梁上两端的重掺杂区上设有压焊块(8)。

2.如权利要求1所述的采用衬底栅极的MIS电容下压阻结构，其特征在于：所述纳米梁下设有与间隙(7)相邻的第二间隙，所述第二间隙在z方向上的长度大于3倍的间隙(7)在z方向上的长度。

3.如权利要求1或2所述的采用衬底栅极的MIS电容下压阻结构，其特征在于：所述重掺杂区的掺杂浓度为10¹⁹/cm³～10²¹/cm³。

4.如权利要求1或2所述的采用衬底栅极的MIS电容下压阻结构，其特征在于：所述轻掺杂区的掺杂浓度为10¹⁵/cm³～10¹⁹/cm³。

5.如权利要求1或2所述的采用衬底栅极的MIS电容下压阻结构，其特征在于：所述纳米梁的宽度大于厚度，纳米梁的一阶振动模态是沿z方向振动。

6.一种如权利要求1至2任意一项所述的MIS电容下压阻结构的制作方法，其特征在于，其包括以下步骤：

(1)在SOI硅片的顶层硅上利用光刻、刻蚀工艺形成纳米梁与锚点图形，利用离子注入的方法在顶层硅进行轻掺杂；

(2)然后制作第一层掩模层，光刻并刻蚀第一层掩模层，形成第一腐蚀窗口暴露出需要重掺杂的区域，对暴露出的区域利用离子注入进行重掺杂；

(3)然后制作第二层掩模层，第二层掩模层与第一层掩模层间存在腐蚀选择性，光刻、刻蚀第二层掩模层，使第二层掩模层覆盖纳米梁，并形成第二腐蚀窗口；

(4)采用深反应离子刻蚀对腐蚀窗口内的硅进行刻蚀，假设腐蚀窗口的间距为W，则腐蚀的深度H必须满足H>2W;]]>

(5)光刻、刻蚀穿第二层掩模形成接触孔，制作金属电极；

(6)将步骤(5)获得的结构放入各向异性湿法腐蚀液中腐蚀形成纳米梁下的第二间隙；

(7)腐蚀去除第一、二层掩模层，然后腐蚀去除纳米梁下的二氧化硅埋层制得利用衬底栅极MIS电容下压阻结构的纳米梁。

7.如权利要求6所述的MIS电容下压阻结构的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：所述步骤(6)中将步骤(5)获得的结构放入各向异性湿法腐蚀液中腐蚀，过腐蚀10％-15％。

8.如权利要求6所述的MIS电容下压阻结构的制作方法，其特征在于，所述步骤(2)中光刻并刻蚀第一层掩模层之后，形成第一腐蚀窗口，所述步骤(1)中轻掺杂区域的y方向边界与该第一腐蚀窗口的y方向边界重合。

9.如权利要求8所述的MIS电容下压阻结构的制作方法，其特征在于，所述步骤(3)中的第二层掩模上腐蚀窗口在x方向长度大于第一层掩模的第一腐蚀窗口x方向长度。